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                            (2-3)
    采样保持器的输出为:
                      (2-4)
    式中Vhf(t)为高频分量。
    利用低通滤波器滤除采样保持器输出信号中的高频分量,经过放大后得到的信号为:
                                          (2-5)
    式中kg为放大增益环节的放大倍数。
    可以看出:MS3110的输出与输入电容差成正比,因此它可以应用于电容式传感器中的信号检测电路。[13]
    MS3110的理论传输函数如下:
     其中VO是输出电压。GAIN的标称值为2或4V/V,V2P25的标称值为2.25VDC,调节CF可优化输入被测电容的范围,CF≥1.5pF。
    当满足
    时,VREF可被设定为0.5V或2.25V DC,当VREF为0.5V DC时,CS2T必须大于或等于CS1T。
    2.2.2  MS3110应用特性
    MS3110是一个通用的、具有超低噪声的CMOS工艺芯片,支持各种要求具有高分辨率电容输出接口的MEMS传感器,其主要性能特点如下[12]:
    (1) 电容分辨率:4.0aF/rtHz
    (2) 传感器模式:单变量或双差分变量
    (3) 片载虚拟电容用作模拟差分操作和初始化调整
    (4) 增益和直流输出调整
    (5) 可编程带宽调整:0.5到8kHz(9个步进)
    (6) 2.25V直流输出,用作模数转换器的基准或比率计操作
    (7) +5V单电源供电
    (8) 用于存储设置参数的片载EEPROM
    (9) 提供裸片或16引脚的封装芯片
    1)  MS3110引脚功能
    MS3110的16引脚封装芯片的各引脚功能如表2-1所示。
    表2-1  MS3110引脚功能表
    封装引脚序号    名称    描述
    1    CHPRST    芯片复位,内部上拉。标称值为4.0V
    2    V2P25    2.25V直流基准
    3    TESTSEL    测试脚。让用户绕过片载EEPROM对芯片直接编程
    4    CS2IN    电容传感器输入2,和传感器的上电极相连
    5    CSCOM    电容传感器公共端,与公共节点相连
    6    CS1IN    电容传感器输入1,和传感器的上电极相连
    7    SDATA    串行信号输入端,输入串行信号对EEPROM或芯片寄存器进行直接编程。该端口内部下拉
    8    SCLK    串行时钟信号输入,用于芯片的选通,对串行数据信号进行门控。该端口内部下拉
    9    NC    空脚
    10    HV16    16VDC输入端,对EEPROM编程时连接16V供电,其他时候接地
    11    WRT    写引脚。允许用户对EEPROM进行编程
    12    NC    空脚
    13    -V    负电压输入,通常为0V
    14    VO    芯片信号输出通路
    15    +V    正电压输入,通常为5V
    16    NC    空脚

    2)  MS3110工作方式
    MS3110有两种工作方式:对EEPROM编程或直接写控制寄存器。
    对EEPROM需要用到四个引脚,分别是HV16(+16VDC),SDATA,SCLK和WRT。
    要写入EEPROM存储空间的每个地址上的16位输入数据流的定义如下。进入移位寄存器的第一位是SP,最后一位是ERN。这代表了SDATA的一部分,或者串行数据流。
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